乙醇分子内及分子间脱水反应机理的计算化学实验研究

介绍了一个面向大三下或大四上本科生的计算化学探索性实验。通过研究乙醇分子内及分子间脱水反应机理,从分子水平理解醇脱水反应过程中酸催化剂的作用机制和反应的能量路径。通过本实验,使学生初步掌握量子化学计算通用软件高斯(Gaussian)的使用方法,掌握结构优化、频率计算、过渡态搜索等基本计算操作,并学会采用量子化学计算手段来研究化学反应的基本过程,为将来科研工作打下重要基础。     

“化学生物学”课程调查及对教学的几点思考

以华中师范大学2015年首次开设"化学生物学"课程为切入点,针对2013级应用化学专业和化学生物学英才班开展了课前调查,并进行了统计分析。调查结果显示,学生对于该课程的认识普遍存在学习动机缺失、学习被动、学习目标单一和评价方式不科学等问题。随后,针对以上现状,提出了引入生动的教学方式、培养学生主动的学习习惯,以及启发学生批判性的思维模式等对策,取得了良好的教学效果。     

吲哚氮杂环作为自由基受体在串联环化反应中的研究进展

含吲哚骨架衍生物因其具有多样的生物活性,广泛应用于生物活性分子的合成与修饰,特别是在药物化学、农药化学领域中.近年来,高效的吲哚环合成与后官能化反应己成为热门的研究主题,例如吲哚的不对称去芳构化反应构建螺环衍生物.不饱和烃的自由基串联反应一直是有机化学的一个重要研究分支,含吲哚母体的不饱和烃串联环化反应已经成为吲哚骨架...     

含喹唑啉二酮片段的新型三酮类化合物的合成及生物活性

对羟苯基丙酮酸双氧化酶(EC 1.13.11.27, HPPD)是一个重要的除草剂作用靶标. 为了寻找具有高效除草活性的新型HPPD抑制剂, 在前期研究的基础上设计合成了24个含有喹唑啉二酮结构的三酮类化合物9a～9x. 所合成的化合物均经过¹H NMR, ¹³C NMR和 HRMS的表征. 以来源于拟南芥的HPPD (AtHPPD)为测试对象进行酶抑制活性筛选, 结果表明所合成的大部分化合物对AtHPPD均表现出了较好的抑制效果, 其中化合物9i的K_i 值为0.005 μmol/L, 显著优于商品化对照药剂硝磺草酮(K_i=0.013 μmol/L). 进一步温室盆栽筛选结果表明, 多数化合物在150 g ai/ha的剂量下对六种供试杂草中的至少一种表现出80%以上的防效, 特别是化合物9g在37.5 g ai/ha的低剂量下对所测试的六种杂草中的四种仍表现出了大于85%的抑制效果, 同时9g 在150 g ai/ha的剂量下对水稻和小麦均表现出了很好的作物安全性, 可以作为先导化合物供进一步深入研究.     

ICRH带状双天线的间距对等离子体耦合特性的影响

采用能量一次吸收假设、等离子体平板模型和三维天线模型数值模拟离子回旋共振加热时带状双天线与等离子体的耦合过程,得到天线的辐射功率、等离子体的吸收功率密度分布随天线间距变化的关系.通过对比分析,得出结论:在一定实验条件下,当带状双天线同相馈电时,天线间距越小,离子回旋共振加热效果越好.     

Reduced aliasing artifacts using shaking projection k-space sampling trajectory

Radial imaging techniques, such as projection-reconstruction （PR）, are used in magnetic resonance imaging （MRI） for dynamic imaging, angiography, and short-T2 imaging. They are less sensitive to flow and motion artifacts, and support fast imaging with short echo times. However, aliasing and streaking artifacts are two main sources which degrade radial imaging quality. For a given fixed number of k-space projections, data distributions along radial and angular directions will influence the level of aliasing and streaking artifacts. Conventional radial k-space sampling trajectory introduces an aliasing artifact at the first principal ring of point spread function （PSF）. In this paper, a shaking projection （SP） k-space sampling trajectory was proposed to reduce aliasing artifacts in MR images. SP sampling trajectory shifts the projection alternately along the k-space center, which separates k-space data in the azimuthal direction. Simulations based on conventional and SP sampling trajectories were compared with the same number projections. A significant reduction of aliasing artifacts was observed using the SP sampling trajectory. These two trajectories were also compared with different sampling frequencies. ASP trajectory has the same aliasing character when using half sampling frequency （or half data） for reconstruction. SNR comparisons with different white noise levels show that these two trajectories have the same SNR character. In conclusion, the SP trajectory can reduce the aliasing artifact without decreasing SNR and also provide a way for undersampling recon- struction. Furthermore, this method can be applied to three-dimensional （3D） hybrid or spherical radial k-space sampling for a more efficient reduction of aliasing artifacts.     

多聚氮杂环的脱氮自由基转化:C−N键的构建研究进展

多聚氮杂环化合物在有机合成、药物化学以及材料化学等领域具有重要的作用.人们已经在多聚氮杂环的修饰和可控转换领域取得了诸多突破性的研究成果.在多种多聚氮杂环转换反应中,脱氮是一类重要反应,可以快速地构建其他氮杂环或者C?N键.通常而言,多聚氮杂环化合物更易于脱氮形成金属卡宾中间体,继而发生后续串联或环化反应,但涉及自由基中间体的多聚氮杂环脱氮反应尚未得到充分关注和研究.在过去几年中,得益于现代合成手段如有机光化学合成、有机电化学合成和有机光电合成等的革新,自由基化学得到快速发展,建立了很多多聚杂环脱氮自由基串联反应,为高度复杂的杂环骨架或具有复杂杂环体系的天然产物提供了一条通用且便捷的合成路径.光催化剂在有效地将可见光中的能量转移至非吸收化合物方面的应用越来越受到关注,该方法可温和而有效地生成自由基,以新的方式形成化学键.此外,啉钴与卟啉铁催化剂在多聚杂环的脱氮反应中亦展现出较好的催化性能.本文综述了多聚氮杂环的脱氮自由基转化(C?N键的构建)领域的最新进展,重点讨论了脱氮生成自由基的方法与串联模式和反应机理,分析了存在的挑战.本文还根据反应底物的类别从四个模块展开讨论:(1)苯并三嗪和苯并噻三嗪的自由基脱氮串联反应;(2)苯并三氮唑的自由基脱氮串联反应;(3)吡啶三氮唑与四氮唑的脱氮反应;(4)3-氨基吲唑的自由基脱氮反应.综上,研究者们通过多聚氮杂环的脱氮自由基转化(C?N键的构建)的方法合成了一些重要的药物分子及其前体,并证明了该方法具有潜在的应用价值.未来,将多聚氮杂环脱氮反应应用于活性天然产物合成与修饰是非常可行的.     

纳米LiMnPO_4的制备与电化学性能表征

采用两步加热Polyol法制备了纳米LiMnPO4正极材料,详细研究了第一加热平台温度T1(T1=100,110,120,130,140,150°C)对样品物理性质及电化学性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及比表面积测试(BET)对样品的晶体结构与微观形貌进行了表征.结果表明,在不同温度T1下得到的样品均为片状结构;T1=100-120°C时合成的样品含有杂相,且比表面积小于15 m2?g-1;在T1=130°C时,得到纯相LiMnPO4样品,且比表面积增至46.3 m2?g-1;随着T1的进一步升高,样品比表面积稍有下降,维持在35-37 m2?g-1之间.纳米LiMnPO4的电化学性能变化趋势与比表面积基本一致,T1=130°C时合成的样品呈现最优的电化学性能,在0.1C倍率下放电容量达到129 mAh?g-1,在5C倍率时达到81 mAh?g-1,这表明LiMnPO4的比表面积是决定其电化学性能的关键因素之一.     

低Re数下变弯度机翼的非定常气动特性实验研究

利用变弯度机翼模型及相关的风洞实验平台,开展了以弯度变化速率影响为重点的机翼非定常特性研究。实验结果显示,在低Re数(~105)下,机翼弯度非定常变化得到的升阻力系数曲线与准定常条件下的结果存在显著差异。具体表现为:准定常状态下,曲线表现出明显的可逆性;而弯度非定常变化时,曲线在弯度递增区和递减区之间存在明显的迟滞效应,而且随着变形速率的增加,这种迟滞也越明显。流场显示结果表明,这种小St数下出现的流动迟滞是由于弯度变形导致的流动分离的分离点相对机翼运动迟滞所造成的。这说明弯度变化时,分离流场结构的响应时间尺度与弯度变化周期相当,也揭示了该条件下机翼弯度变化对流动的抑制作用主要是通过改变分离区的大小来实现的。     

近十年Dendralenes催化合成研究进展

Dendralenes作为一种含有支链骨架的交叉共轭聚烯烃,是多种天然产物和光电材料的基本骨架,也是快速构建手性多环结构的重要中间体,在功能材料、天然产物化学、聚合物化学和合成化学等诸多领域占据重要地位.Dendralenes的合成与衍生化应用是一个曾经被忽视但正在兴起的领域.近年来,dendralenes的合成得到了较快发展,按dendralenes共轭单元数的不同概述了其合成领域的最新成果,重点介绍反应设计与机理,并展望了dendralenes的后续合成与应用研究发展.